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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32492| Título: | Estudo da viabilidade de emulsões a base de óleos vegetais para uso em processos de usinagem de liga de alumínio 6061 |
| Título(s) alternativo(s): | Feasibility study of vegetable oil-based emulsions for use in machining processes of aluminum alloy 6061 |
| Autor(es): | Ferreira, Caroline Carvalho |
| Orientador(es): | Goncalves, Janaina Fracaro de Souza |
| Palavras-chave: | Óleos vegetais Usinagem Ligas de alumínio - Soldagem Vegetable oils Machining Aluminum alloys - Welding |
| Data do documento: | 3-Mai-2023 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Cornelio Procopio |
| Citação: | FERREIRA, Caroline Carvalho. Estudo da viabilidade de emulsões a base de óleos vegetais para uso em processos de usinagem de liga de alumínio 6061. 2023. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Cornélio Procópio, 2023. |
| Resumo: | Os desgastes excessivos causados em componentes mecânicos têm sido um fator preocupante no meio industrial. No âmbito da usinagem industrial, são utilizados os fluidos de corte, compostos que, dentre outros propósitos, servem para reduzir o desgaste das ferramentas de corte, por meio da lubrificação, prolongando a sua vida útil. Tradicionalmente, esses insumos utilizam de óleos minerais, principalmente os derivados de petróleo, como lubrificante, sendo não renováveis e com potencial de poluir o meio ambiente e causar mal aos trabalhadores. Assim, como alternativa, temse os óleos de origem vegetal, mais sustentáveis, renováveis e biodegradáveis. Neste contexto, o presente estudo tem como objetivo analisar o comportamento tribológico de desgaste em ensaio de pino-disco de peças de liga de alumínio 6061, utilizandose de diferentes emulsões a base de óleo vegetais de mamona, algodão e óleo essencial de melaleuca. Para tanto, foram realizados ensaios em tribômetro do tipo pino-disco, da Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG), com oito amostras, sendo seis com fluidos a base de óleo vegetal de mamona, algodão e óleo essencial de melaleuca, uma com fluido comercial e outra a seco. A massa dos corpos-de-prova (discos) de cada amostra foi mensurada antes e após os ensaios para realizar os cálculos de perda de volume e do coeficiente de desgaste. As superfícies dos corposde-prova de cada uma das amostras também foram avaliadas por meio de Microscopia Eletrônica por Varredura (MEV). Os resultados da perda de volume e do coeficiente de desgaste demonstraram que os ensaios realizados com fluido produziram um menor desgaste em comparação com o realizado a seco, ao passo que todos os fluidos a base dos óleos vegetais testados obtiveram um coeficiente de desgaste menor do que o fluido comercial, com exceção da amostra 3. O melhor resultado obtido foi com a amostra 2 (k = 0,0421 mm³/N.). As imagens geradas via MEV corroboraram com resultados encontrados por meio do coeficiente de desgaste, demonstrando que o principal mecanismo de desgaste nos ensaios foi o por abrasão. Todas as amostras que utilizaram fluido apresentaram uma pista de desgaste uniforme, em profundidade e largura, ao contrário da amostra com ensaio a seco, em que o desgaste ocorreu de forma irregular, confirmando a lubricidade dos fluidos utilizados. Desta forma, concluiu-se que os óleos vegetais de mamona e algodão, além do óleo essencial de melaleuca, podem ser utilizados na composição de fluidos de corte, em substituição aos óleos minerais de fonte fósseis, sendo uma alternativa mais sustentável. |
| Abstract: | Excessive wear caused to mechanical components has been a worrying factor in the industrial environment. In the scope of industrial machining, cutting fluids are used, compounds that, among other purposes, serve to reduce the wear of cutting tools, through lubrication, prolonging their useful life. Traditionally, these inputs use mineral oils, mainly petroleum derivatives, as a lubricant, being non-renewable and with the potential to pollute the environment and cause harm to workers. Thus, as an alternative, there are vegetable oils, which are more sustainable, renewable and biodegradable. In this context, the present study aims to analyze the tribological behavior of wear in a pin-disc test of aluminum alloy 6061 parts, using different emulsions based on castor oil, cotton and tea tree essential oil. For that, tests were carried out in a pin-disc type tribometer, from the State University of Ponta Grossa (UEPG), with eight samples, six with fluids based on castor oil, cotton and tea tree essential oil, one with fluid commercial and one dry. The mass of the specimens (discs) of each sample was measured before and after the tests to perform volume loss and wear coefficient calculations. The surfaces of the specimens of each of the samples were also evaluated by means of Scanning Electron Microscopy (SEM). The results of the loss of volume and the coefficient of wear showed that the tests carried out with fluid produced less wear compared to the one carried out dry, while all fluids based on tested vegetable oils obtained a coefficient of wear lower than the commercial fluid, with the exception of sample 3. The best result obtained was with sample 2 (k = 0.0421 mm³/N.). The images generated via SEM corroborated the results found through the wear coefficient, demonstrating that the main wear mechanism in the tests was abrasion. All samples that used fluid showed a uniform wear track, in depth and width, unlike the sample with dry test, in which the wear occurred irregularly, confirming the lubricity of the fluids used. In this way, it was concluded that castor and cottonseed vegetable oils, in addition to tea tree essential oil, can be used in the composition of cutting fluids, replacing mineral oils from fossil sources, being a more sustainable alternative. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32492 |
| Aparece nas coleções: | CP - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica |
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